Уравнение Бернулли в полном виде используется, например, для расчета всасывающих линий насосов; в остальных случаях первым слагаемым пренебрегают и считают Р(-Р2 Др ог- Суммарные потери давления по длине трубопровода и в местных сопротивлениях (см. гл. 10) для станочных гидроприводов обычно не превышают 10 % давления, развиваемого насосом (в гидроприводах низкого давления до 20 %).

Из рассмотренного примера следует, что в самом общем виде гидропривод состоит из источника гидравлической энергии - насоса (в данном случае - малый цилиндр с поршнем 1), соединительной линии (трубопровод 3) и гидродвигателя (большой цилиндр с поршнем 2).

В представленном на рис. 1.2 полу конструктивно (а) и схематически (б - см. прил. 2) простейшем гидроприводе насос 2, приводимый электродвигателем , всасывает рабочую жидкость из бака / и через фильтр 4 подает в гидросистему, причем максимальное давление ограничено настройкой предохранительного клапана 3 (контролируется манометром 10). В зависимости от положения рукоятки распределителя 5 рабочая жидкость по трубопроводам (гидролиниям) 6 поступает в одну из полостей цилиндра 7, заставляя перемещаться его поршень вместе с рабочим органом 8 со скоростью v, причем жидкость из противоположной полости через распределитель 5 и дроссель 9 {регулирует скорость движения) вытесняется в бак /. В рассмотренной схеме представлены: источник гидравлической энергии (насос 2), гидродвигатель (цилиндр 7), направляющая аппаратура (распределитель 5), регулирующая аппаратура (клапан 3 и дроссель 9), контрольные приборы (манометр 10), резервуар для рабочей жидкости (бак /), кондиционер рабочей среды (фильтр 4) и трубопроводы 6.

В ряде случаев необходимо учитывать атмосферное давление. При этом к избыточному давлению прибавляют нормальное атмосферное давление (р, = 101 325 Па) и полученную сумму называют абсолютным давлением: Рабс=Р+Ра-

В некоторых участках гидросистем (например, во всасываюпцк линиях насосов) абсолютное давление может быть ниже атмосферного, т. е. образуется вакуум, величина которого определяется как разность между атмосферным и абсолютным давлениями.

Рис. 1.2. Полуконструктивное (а) и схематическое (б) изображение гидропривода

Основные параметры гидроприводов должны соответствовать величинам, указанным ниже.

Номинальные расходы (л/мин), т. е. расходы жидкости с определенной вязкостью через гидроапп&рат при установленном номинальном перепаде давлений (по ГОСТ 13825 - 80): 1; 1,6; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; ЗЩ 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500.

Условные проходы Dy (мм), т. е. округленные до ближайшего значения из установленного ряда диаметры круга, площадь которого равна площади характерного проходного сечения канала устройства или

присоединяемойрубопровода (по ГОСТ 16516 - 80): 1; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20-, 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250.

Номинальные рабочие объемы (сы\ т. е. расчетные значения сумм изменений объемов рабочих камер насосов и гидромоторов за один оборот вала (по ГОСТ 13824 - 80): 1; 1,25; 1,6; % 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; (11,2); 12,5; (14); 16; (18); 20; (22,4); 25; (28); 32; (36); 40; (45); 50; (56); 63; (71); 80; (90); 100; (112); 125; (140); 160; (180); 200; (224); 250; (280); 320; (360); Шг, (450); 500; (560); 630; (710); 800; (900); 1000; (1120); 1250; (1400); 1600; (1800); 2000; (2240); 2500; (2800); Ъ2Ш, (3600); 4000; (4500); 5000; (5600); 6300; (7100; 800( (9000). Значения, указанные в скобках, не являются предпочтительными.

Номинальные частоты вращения п (об/мин), т. е. наибольшие частоты вращения, при которых гидромашина должна работать в течение установленного ресурса с сохранением параметров в пределах установленных норм (по ГОСТ 12446 - 80): 0,6; 0,96; 1,5; 2,4; 3,78; 6; 9,6; 15; 24; 37,8; 60; 75; 96; 120; 150; 192; 240; 300; 378; 480; 600; 750; 960; 1200; 1500; 1920; 2400; ЪЖг, 3780; 4800; 6000; 7500; 9600; 12000; 15000; 19200; 24000. Для насосов с приводом от электродвигателей допускается применять значения п соответствующих электродвигателей.

Нормальные диаметры (мм) деталей подвижных уплотняющих цилиндрических пар, т. е. поршней, плунжеров, штоков, золотников, кранов и т. п. и их втулок (по ГОСТ 12447 - 80): 1; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; (14); 16; (18); 20; (22); 25; (28); 32; (36); 40; (45); 50; (56); 63; (70); 80; (90); 100; (110); 125; (140); 160; (180); 200; (220); 250; (280); 320; (360); 400; (450); 500; (560); 630; (710); 800; (900); 1000. Значения, указанные в скобках, не являются предпочтительными.

Номинальные вместимости (дм)

гидробаков, гидроаккумуляторов, пневмо-аккумуляторов, ресиверов, емкостных масленок, шприцев и смазочных баков (по ГОСТ 12448 - 80): 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3200; АШг, 5000; 6300; 8000; 10000; 12500; 16000; 20000; 25000.

В соответствии с ГОСТ 12853 - 80 для устройств гидроприводов могут применяться присоединительные резьбы метрические: МЗ; М3,5; М4; М5; Мб; М8Х1; М10Х1; М12Х1,5; М14Х1,5; М16Х1,5; М18Х1,5;

М20Х1,5; М22Х1.5; М24Х1,5; М27Х2; М30Х2; МЗЗХ2; М36Х2; М39Х2; М42Х2; М45Х2; М48Х2; М52Х2; М5бх: М60Х2; М64Х2; М68Х2; М72Х2. Допускается применение конической дюймовой резьбы по ГОСТ 6111 - 52 с углом профиля 60° (см. табл. 8.36).

Номинальные давления р о (МПа), т. е. наибольшие избыточные давления, при которых устройство должно работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением параметров в пределах установленных норм (по ГОСТ 12445 - 80): 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250.

Различают также максимальное давление р, допустимое для периодической работы гидрооборудования, и пиковое давление р , действующее мгновенно и определяемое в основном характеристиками предохранительных устройств.

Узлы станочного гидропривода, как правило, изготовляются в двух климатических исполнениях : УХЛ по ГОСТ 15150 - 69 для умеренного и холодного климата, О - общеклиматическое (в том числе для тропического климата); при этом устанавливается категория размещения 4 - в закрытых отапливаемых или охлаждаемых производственных помещениях. Климатическое исполнение и категория размещения (УХЛ 4 или 04) указываются в конце условного обозначения.

При отсутствии специальных указаний в технической документации допускаются вибрационные нагрузки на элементы гидропривода при ускорении не менее 5 м с~ и частоте 1 - 35 Гц.

1.2. РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ

К рабочим жидкостям предъявляются следующие основные требования: наличие оптимальной вязкости, минимально изменяющейся в рабочем диапазоне температур, хорошие смазочные и антикоррозионные свойства, большой модуль упругости, химическая стабильность в процессе длительной (до 6 - 8 тыс. ч) эксплуатации, сопротивляемость вспениванию, совместимость с материалами гидросистемы, малые плотность и способность к растворению воздуха, высокие теплопроводность, температура кипения и удельная теплоемкость,

У.мм/сСсОт)

SO ГО t,°C

Рис. 1.3. Зависимость вязкости v различных минеральных .часел от температуры t. / -ИГП-38; 2 -ИГП-30; 5 - ВНИИ НП-403; 4 - ИГП-18

низкое давление паров, возможно меньший коэффициент теплового расширения, негигроскопичность и незначительная растворимость масел в воде (и наоборот), огнестойкость, нетоксичность и отсутствие резкого запаха, прозрачность и наличие характерной окраски. Жидкость должна также производиться в достаточном количестве и иметь низкую стоимость. Указанным условиям в наибольшей степени удовлетворяет минеральное масло, однако требования экологии (особенно в приборостроении) диктуют необходимость создания новых рабочих жидкостей на водной основе.

Свойства рабочих жидкостей характеризуются следующими показателями.

Удельный вес у (Н/м) -вес единицы объема К масла: y-G / V, где G - вес масла (Н) в объеме V (м).

Плотность е (кг/.м) - масса единицы объема V масла: q=m / V=y / g, где m - масса масла (кг) в объеме VIm); g - ускорение свободного падения (м/с).

Вязкость - свойство, определяющее сопротивление жидкости относительному перемещению ее слоев. Динамическая вязкость (1=1 Па - с - это динамическая вязкость среды, касательное напряжение в которой при ламинарном течении (когда частицы жидкости движутся параллельно направлению потока) и при разности скоростей 1 м/с слоев, находящихся на расстоянии 1 м по нормали к направлению скорости, равно 1 Па. Для сравнения можно ука-

зать, что динамическая вязкость воды при 20° С равна примерно 0,001 Па с.

Кинематическая вязкость v=n / q в технике измеряется в мм/с (сСт). В регламентах масел приводятся значения кинематической вязкости при 50 °С (Vjg) или для новых масел - при 40 °С (v). Соотношения между различными показателями вязкости приведены в прил. 1.

Вязкость минеральных масел повышается с ростом давления (при давлении 15 МПа она может возрасти на 25 - 30 %) и снижается при увеличении температуры масла (рис. 1.3), что отрицательно сказывается на его смазывающей способности, поэтому предпочтительно применять масла, у которых зависимость вязкости от температуры выражена слабее. Вязкостно-температурные свойства масел по сравнению с аналогичными свойствами масел, принятых за эталон, оценивают с помощью индекса вязкости (ИВ), приводимого в регламентах всех современных масел. Масла с высоким значением ИВ меньше изменяют свою вязкость с ростом температуры. С целью повышения ИВ в современные масла вводятся специальные присадки.

С увеличением вязкости возрастают потери давления в гидросистеме, однако одновременно уменьшаются утечки, поэтому, как правило, более вязкие масла применяют в гидроприводах, работающих при повы-шенно.м давлении. Поскольку и потери давления и утечки приводят к снижению КПД гидропривода, необходи.мо строго придерживаться рекомендаций завода-изготовителя технологического оборудования по типу применяемых масел; в противном случае возможно нарушение теплового режима гидросистемы. Основные параметры описанных в настоящем справочнике узлов гидропривода справедливы при вязкости масла 30 - 35 ммус (сСт).

Сжимаемость минерального масла более чем в 100 раз превышает сжимаемость стали и часто существенно влияет на качество работы гидропривода. Уменьшение объема масла (см) под действием рабочего давления может определяться по формуле AV=VAp / Е,гд.е V - первоначальный объем масла, см; Др - изменение рабочего дааления в гидросжтеме, МПа; Е - модуль упругости масла, МПа. В практических расчетах .можно принимать £=(1,4-Ь 1,7)10 МПа, однако он может существенно уменьшаться при наличии в масле нерастворен-